İstinat yapılarının depreme dayanıklı tasarımı

(1)

T.C.

PAMUKKALE ÜNİVERSİTESİ

FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI

İSTİNAT YAPILARININ DEPREME DAYANIKLI TASARIMI

YÜKSEK LİSANS TEZİ

AYŞE TUBA TUĞRUL

(2)

(3)

(4)

ÖZET

İSTİNAT YAPILARININ DEPREME DAYANIKLI TASARIMI

YÜKSEK LİSANS TEZİ AYŞE TUBA TUĞRUL

PAMUKKALE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI

(TEZ DANIŞMANI: DOÇ. DR. DEVRİM ALKAYA)

DENİZLİ, AĞUSTOS - 2019

Zeminlerin tutulması probleminin geoteknik mühendisliğinde en eski konulardan olduğu bilinmektedir. İstinat yapıları eğimli arazilerde, binaların bodrum duvarlarını, derin kazıların yan duvarlarını tutmak ve köprü kenar ayakları teşkil etmek gibi önemli amaçlarla kullanılmaktadır. Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği, 18 Mart 2018 tarihli 30364 mükerrer sayılı Resmî Gazete’de yayımlanmıştır. Bu yönetmeliğin 1 Ocak 2019 tarihinde yürürlüğe girmesiyle 2007 tarihli Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik yürürlükten kalkmıştır. Yeni yönetmelikle AFAD tarafından hazırlanan Türkiye Deprem Tehlikesi Haritası da hesaplara girmiştir. Ülkemizde depreme dayanıklı yapı tasarımında geçerli olan yeni yönetmeliğin eski yönetmelikten ve diğer ülke yönetmeliklerinden farklarının ve yeni eklenen hususların irdelenmesi gerektiği açıktır. Bu tezde, eski ve yeni deprem yönetmeliği ile elde edilen aktif dinamik itki değerlerinin karşılaştırması yapılmıştır. Sonuçlarda elde edilen dinamik itkilerin, statik itkiler yanında göz ardı edilemeyecek değerlere ulaştığı, bazı durumlarda statik itkilerden daha büyük değerlere ulaştığı görülmüştür. Yeni yönetmelik ile elde edilen dinamik itki değerleri eski yönetmeliğe göre genel olarak yüksek değerlerdedir. Yerel zemin sınıflarının hesaplara dâhil olmasının etkisi de elde edilen dinamik itki değerlerini önemli seviyelerde etkilemiştir. Yapılan çalışmanın istinat duvarlarının ve dayanma yapılarının tasarımıyla ilgilenen geoteknik mühendislerinin çalışmalarına ışık tutması amaçlanmaktadır.

ANAHTAR KELİMELER: İSTİNAT DUVARLARI, ZEMİN DAYANMA YAPILARI, TÜRKİYE BİNA DEPREM YÖNETMELİĞİ, DEPREME DAYANIKLI YAPI TASARIMI

(5)

ABSTRACT

EARTHQUAKE RESISTANT DESIGN OF EARTH RETAINING STRUCTURES

MSC THESIS AYŞE TUBA TUĞRUL

PAMUKKALE UNIVERSITY INSTITUTE OF SCIENCE CIVIL ENGINEERING

(SUPERVISOR: ASSOC. PROF. DR. DEVRİM ALKAYA)

DENİZLİ, AUGUST 2019

The problem of holding slopes is one the oldest issues of geotechnical engineering. Retaining structures are used on sloping lands for important purposes such as forming bridge abutment and holding basement walls of buildings and side walls of deep excavations. Turkish Earthquake Code for Buildings was published on Official Gazette of TR, No. 30364 on March 18th, 2018. With the enactment of this regulation on January 1st 2019, the Regulation on Buildings to be Constructed in Earthquake Zones 2007was repealed. Earthquake Hazard Map of Turkey prepared by AFAD has entered into the account with the new regulation. The differences of the new regulation which is valid in earthquake resistant structure design in our country from the previous regulation and the regulations in other countries and the newly added issues should be examined. In this thesis, the comparison of the dynamic impulse values with the previous and new earthquake regulations is made. The results showed that the dynamic impulses reached to the values that cannot be ignored besides the static impulses and in some cases it reached to greater values than the static impulses. The dynamic impulse values obtained by the new regulation are generally higher than the previous regulation. The effect of the inclusion of the local soil classes in the analyzes has also significantly affected the dynamic impulse values obtained. The aim of the study is to shed light on the work of geotechnical engineers who are interested in the design of retaining walls and structures.

KEYWORDS: RETAINING WALLS, EARTH RETAINING

STRUCTURES, TURKISH EARTHQUAKE RESISTANT BUILDING DESIGN CODE, EARTHQUAKE RESISTANT STRUCTURAL DESIGN

(6)

İÇİNDEKİLER

Sayfa ÖZET ... i ABSTRACT ... ii İÇİNDEKİLER ... iii ŞEKİL LİSTESİ ... v TABLO LİSTESİ ... ix

SEMBOL LİSTESİ ... xii

KISALTMA LİSTESİ ... xiv

ÖNSÖZ ... xv

1. GİRİŞ ... 1

1.1 Amaç ... 2

1.2 Önceki Çalışmalar ... 3

1.3 Türkiye’de Deprem Tehlike Haritalarının Gelişimi ... 10

1.4 Kapsam ... 15

2. İSTİNAT YAPISI TÜRLERİ ... 17

2.1 Rijit İstinat Yapıları ... 17

2.1.1 Ağırlık Duvarlar ... 19

2.1.2 Yarı Ağırlık Duvarlar ... 19

2.1.3 Konsol Duvarlar ... 20

2.2 Esnek İstinat Yapıları ... 20

2.2.1 Palplanş Perdeleri ... 21

2.2.2 Mekanik Stabilizasyon Teknolojisi ile Üretilen Duvarlar ... 21

2.2.3 Kaya Dolgu Duvarlar ... 21

2.2.4 Tel Örgü Duvarlar ... 22

2.2.5 Kafes Tipi Duvarlar ... 22

3. İSTİNAT YAPILARININ PROJELENDİRİLMESİ ... 23

3.1 Ön Boyutlandırma ... 23

3.2 Yanal Zemin Basınçları ... 24

3.2.1 Statik Zemin Basınçları ... 26

3.2.1.1 Rankine Yöntemi ile Statik Aktif Zemin Basınçlarının Hesaplanması ... 26

3.2.1.2 Coulomb Yöntemi ile Statik Aktif Zemin Basınçlarının Hesaplanması ... 28

3.2.2 Dinamik Zemin Basınçları ... 29

3.2.2.1 Mononobe-Okabe Yöntemi ... 30

3.2.2.2 Steedman ve Zeng Yöntemi ... 32

3.2.2.3 Prakash ve Saran Yöntemi ... 34

3.2.2.4 Duvar Basınçlarında Suyun Etkisi ... 36

3.2.2.5 İstinat Yapılarında Deprem İtkisinin Belirlenmesinde Ülkemiz Standartlarında Yer Alan Yöntemler ... 36

3.2.2.5.1 DBYBHY’deki İstinat Yapıları Hesap Yöntemi ... 37

3.2.2.5.2 TBDY’deki İstinat Yapıları Hesap Yöntemi ... 41

3.2.2.5.3 TBDY ile İstinat Duvarı Hesabına Gelen Yeni Hususlar . 45 3.2.2.6 Dinamik Basıncın Etkime Noktası ... 48

3.2.3 İstinat Yapılarının Stabilitesi ... 49

(7)

3.2.3.2 Dönmeye Karşı Güvenlik ... 50

3.2.3.3 Taşıma Gücü Yönünden Güvenlik ... 50

4. YAPILAN ÇALIŞMALAR VE BULGULAR ... 52

4.1 Sayısal Uygulama 1 ... 53

4.1.1 Konum 1’de (Ayvacık) Elde Edilen Bulgular ... 55

4.1.2 Konum 2’de (Bigadiç) Elde Edilen Bulgular ... 58

4.1.3 Konum 3’te (Kütahya Merkez) Elde Edilen Bulgular ... 62

4.1.4 Konum 4’te (Polatlı) Elde Edilen Bulgular ... 65

4.1.5 Konum 5’te (Akpınar) Elde Edilen Bulgular ... 68

4.1.6 Konum 6’da (Şarkışla) Elde Edilen Bulgular ... 71

4.1.7 Konum 7’de (Divriği) Elde Edilen Bulgular ... 74

4.1.8 Konum 8’de (Pülümür) Elde Edilen Bulgular ... 77

4.1.9 Konum 9’da (Karayazı) Elde Edilen Bulgular ... 80

4.1.10 Konum 10’da (Doğubayazıt) Elde Edilen Bulgular ... 83

4.1.11 Diğer Bulgular ... 87

4.2.1 Zemin 1’de (ɸ=45o_{) Elde Edilen Bulgular ... 100}

4.2.2 Zemin 2’de (ɸ=35o_{) Elde Edilen Bulgular ... 105}

4.2.3 Zemin 3’te (ɸ=30o_{) Elde Edilen Bulgular... 111}

4.2.6 Diğer Bulgular ... 127

4.3.1 Örnek Duvar İçin Maliyet Analizi ... 166

5. SONUÇ VE ÖNERİLER ... 172

6. KAYNAKLAR ... 176

7. EKLER ... 181

EK A SDS Grafikleri ... 181

(8)

ŞEKİL LİSTESİ

Sayfa

Şekil 1.1: 1945-Yersarsıntısı Bölgeleri Haritası (Bakanlar Kurulu’nun 12.7.1945 gün ve 3/2854 sayılı kararı)………..………11 Şekil 1.2: 1947-Yersarsıntısı Bölgeleri Haritası (Bakanlar Kurulu’nun 20.12.1947 gün ve 3/6739 sayılı kararı)………… ……..……..……..……..…...12 Şekil 1.3: 1963-Türkiye Deprem Bölgeleri Haritası (Bakanlar Kurulu’nun 5.4.1963 gün ve 6/1613 sayılı kararı) ……..……..……..……..……..……..….13 Şekil 1.4: 1972 tarihi Türkiye Deprem Bölgeleri Haritası (Bakanlar Kurulu’nun 23.12.1972 gün ve 7/5551 sayılı kararı). ……..……..……..……...…13 Şekil 1.5: 1996 tarihi Türkiye Deprem Bölgeleri Haritası (Bakanlar Kurulu’nun 18.4.1996 gün ve 96/8109 sayılı kararı). ……..……..……..……...…14 Şekil 1.6: AFAD, 2018 -Türkiye Deprem Tehlike Haritası (Bakanlar Kurulu’nun 22.1.2018 gün ve 2018/11275 sayılı kararı). ……..……..……..….…15 Şekil 2.1: İstinat duvarlarının sınıflandırılması (Uzuner 2007). ……..……..….…18 Şekil 2.2: Rijit dayanma yapılarının en genel türleri a) Ağırlık duvar , b) Yarı ağırlık duvar, c) Konsol duvar. ……..……..……..……..……..……..……...18 Şekil 2.3: Ağırlık duvarı en kesitleri. ……..……..…….……..……..……..……..19 Şekil 2.4: Payandalı konsol duvar modeli. ……..……..……..……..……..……...20 Şekil 2.5: Kaya dolgu duvarlar (Hunt 1986) …...……..……..……..……..…….22 Şekil 2.6: Kafes tipi duvarlar (Hunt 1986) ……..…………...……..……..……....22 Şekil 3.1: İstinat duvarlarının ön boyutlandırılması. ……..……..……..……..…..24 Şekil 3.2: Aktif durum için Coulomb yöntemi. ……..……..……..……..………..28 Şekil 3.3: Steedman-Zeng yöntemine ilişkin hesap modeli. …….……..………...33 Şekil 3.4: İstinat duvarlarının Steedman-Zeng’e göre tasarımının hesap algoritması (Gürsoy 2006). ………..……..……..……..……..……..……..……..34 Şekil 3.5: Şekil 2.8. Prakash-Saran yöntemine ilişkin hesap modeli. ……...……..35 Şekil 3.6: İstinat duvarlarının Prakash ve Saran’a göre tasarımının hesap algoritması (Gürsoy 2006). ……..……..………...…..……..……..…35 Şekil 3.7: TDBH’ye göre deprem bölgelerinin TDTH’de gösterildiği harita...…..46 Şekil 4.1: 10 konumun harita üzerinde işaretlenmesi. ……..……..……..……..…53 Şekil 4.2: Karşılaştırmada kullanılan duvar modeli……..……….…..……..……..……….54 Şekil 4.3: Konum 1 için elde edilen eşdeğer deprem katsayısı (kh ve kv) değerleri..56 Şekil 4.4: Konum 1 için elde edilen aktif basınç katsayısı (Kat ve Kad) değerleri….57 Şekil 4.5: Konum 1 için elde edilen aktif zemin itkisi (Pas ve Pad) değerleri…...…57 Şekil 4.6: Konum 2 için elde edilen eşdeğer deprem katsayısı (kh ve kv) değerleri..59 Şekil 4.7: Konum 2 için elde edilen aktif basınç katsayısı (Kat ve Kad) değerleri….60 Şekil 4.8: Konum 2 için elde edilen aktif zemin itkisi (Pas ve Pad) değerleri……...60 Şekil 4.9: Konum 3 için elde edilen eşdeğer deprem katsayısı (kh ve kv) değerleri..63 Şekil 4.10: Konum 3 için elde edilen aktif basınç katsayısı (Kat ve Kad) değerleri...63 Şekil 4.11: Konum 3 için elde edilen aktif zemin itkisi (Pas ve Pad) değerleri…...64 Şekil 4.12: Konum 4 için elde edilen eşdeğer deprem katsayısı (kh ve kv) değerleri………..66 Şekil 4.13: Konum 4 için elde edilen aktif basınç katsayısı (Kat ve Kad) değerleri...66 Şekil 4.14: Konum 4 için elde edilen aktif zemin itkisi (Pas ve Pad) değerleri…….67

(9)

Şekil 4.15: Konum 5 için elde edilen eşdeğer deprem katsayısı (kh ve kv) değerleri………..69 Şekil 4.16: Konum 5 için elde edilen aktif basınç katsayısı (Kat ve Kad) değerleri...69 Şekil 4.17: Konum 5 için elde edilen aktif zemin itkisi (Pas ve Pad) değerleri.…..70 Şekil 4.18: Konum 6 için elde edilen eşdeğer deprem katsayısı (kh ve kv) değerleri………..72 Şekil 4.19: Konum 6 için elde edilen aktif basınç katsayısı (Kat ve Kad) değerleri...72 Şekil 4.20: Konum 6 için elde edilen aktif zemin itkisi (Pas ve Pad) değerleri….…73 Şekil 4.21: Konum 7 için elde edilen eşdeğer deprem katsayısı (kh ve kv) değerleri………..75 Şekil 4.22: Konum 7 için elde edilen aktif basınç katsayısı (Kat ve Kad) değerleri...75 Şekil 4.23: Konum 7 için elde edilen aktif zemin itkisi (Pas ve Pad) değerleri...…..76 Şekil 4.24: Konum 8 için elde edilen eşdeğer deprem katsayısı (kh ve kv) değerleri………..78 Şekil 4.25: Konum 8 için elde edilen aktif basınç katsayısı (Kat ve Kad) değerleri...78 Şekil 4.26: Konum 8 için elde edilen aktif zemin itkisi (Pas ve Pad) değerleri...…..79 Şekil 4.27: Konum 9 için elde edilen eşdeğer deprem katsayısı (kh ve kv) değerleri………..81 Şekil 4.28: Konum 9 için elde edilen aktif basınç katsayısı (Kat ve Kad) değerleri...81 Şekil 4.29: Konum 9 için elde edilen aktif zemin itkisi (Pas ve Pad) değerleri...…..82 Şekil 4.30: Konum 10 için elde edilen eşdeğer deprem katsayısı (kh ve kv) değerleri………..84 Şekil 4.31: Konum 10 için elde edilen aktif basınç katsayısı (Kat ve Kad) değerleri………..84 Şekil 4.32: Konum 10 için elde edilen aktif zemin itkisi (Pas ve Pad) değerleri…...85 Şekil 4.33: Tüm konumlar için dinamik aktif zemin itkisi Pad değerleri...87 Şekil 4.34: Konum 4 ve 5 için elde edilen dinamik aktif zemin itkisi (Pad) değerleri………..89 Şekil 4.35: TDBH’ye göre deprem bölgelerinin TDTH’de gösterildiği haritada Konum 4 ve Konum 5……….89 Şekil 4.36: 1. derece deprem bölgesinde bulunan konum 1-2-5-8’e ait Pad değerlerinin karşılaştırılması………..90 Şekil 4.37: 2. derece deprem bölgesinde olan konum 3-9-10’a ait Pad değerlerinin karşılaştırılması (yığılmış çizgi grafiği)………..91 Şekil 4.38: 3. derece deprem bölgesinde olan konum 6 ve 7’ye ait Pad değerlerinin karşılaştırılması………..92 Şekil 4.39: Konsol duvar modeli…………...……….97 Şekil 4.40: Konumların haritada gösterimleri……...……….98 Şekil 4.41: Konum 1’de zemin 1 için elde edilen aktif zemin itkisi (Pas ve Pad) değerleri………101 Şekil 4.42: Konum 2’de zemin 1 için elde edilen aktif zemin itkisi (Pas ve Pad) değerleri………....102 Şekil 4.43: Konum 3’te zemin 1 için elde edilen aktif zemin itkisi (Pas ve Pad) değerleri………103 Şekil 4.44: Konum 4’te zemin 1 için elde edilen aktif zemin itkisi (Pas ve Pad) değerleri………104 Şekil 4.45: Zemin 1’de DBYBHY ve TBDY ile elde edilen Pad değerleri………105 Şekil 4.46: Konum 1’de zemin 2 için elde edilen aktif zemin itkisi (Pas ve Pad) değerleri………106

(10)

Şekil 4.47: Konum 2’de zemin 2 için elde edilen aktif zemin itkisi (Pas ve Pad) değerleri………....107 Şekil 4.48: Konum 3’te zemin 2 için elde edilen aktif zemin itkisi (Pas ve Pad) değerleri………....108 Şekil 4.49: Konum 4’te zemin 2 için elde edilen aktif zemin itkisi (Pas ve Pad) değerleri………109 Şekil 4.50: Zemin 2’de DBYBHY ve TBDY ile elde edilen Pad değerleri...…….110 Şekil 4.51: Konum 1’de zemin 3 için elde edilen aktif zemin itkisi (Pas ve Pad) değerleri………111 Şekil 4.52: Konum 2’de zemin 3 için elde edilen aktif zemin itkisi (Pas ve Pad) değerleri………112 Şekil 4.53: Konum 3’te zemin 3 için elde edilen aktif zemin itkisi (Pas ve Pad) değerleri………113 Şekil 4.54: Konum 4’te zemin 3 için elde edilen aktif zemin itkisi (Pas ve Pad) değerleri………....114 Şekil 4.55: Zemin 3’te DBYBHY ve TBDY ile elde edilen Pad değerleri……….115 Şekil 4.56: Konum 1’de zemin 4 için elde edilen aktif zemin itkisi (Pas ve Pad) değerleri………....117 Şekil 4.57: Konum 2’de zemin 4 için elde edilen aktif zemin itkisi (Pas ve Pad) değerleri………118 Şekil 4.58: Konum 3’te zemin 4 için elde edilen aktif zemin itkisi (Pas ve Pad) değerleri………119 Şekil 4.59: Konum 4’te zemin 4 için elde edilen aktif zemin itkisi (Pas ve Pad) değerleri………....120 Şekil 4.60: Zemin 4’te DBYBHY ve TBDY ile elde edilen aktif zemin itkisi (Pas

ve Pad) değerleri………121

Şekil 4.61: Konum 1’de zemin 5 için elde edilen aktif zemin itkisi (Pas ve Pad) değerleri………122 Şekil 4.62: Konum 2’de zemin 5 için elde edilen aktif zemin itkisi (Pas ve Pad) değerleri………123 Şekil 4.63: Konum 3’te zemin 5 için elde edilen aktif zemin itkisi (Pas ve Pad) değerleri………124 Şekil 4.64: Konum 4’te zemin 5 için elde edilen aktif zemin itkisi (Pas ve Pad) değerleri………....125 Şekil 4.65: Zemin 5’te DBYBHY ve TBDY ile elde edilen Pad değerleri…...….126 Şekil 4.66: DBYBHY ile elde edilen Kat değerleri…...………....128 Şekil 4.67: DBYBHY ile elde edilen Kad değerleri………...129 Şekil 4.68: DBYBHY ile elde edilen Pad değerleri...………129 Şekil 4.69: Zemin 1 ve 2’de TBDY ile ZA zemin sınıfında elde edilen Kat değerleri………130 Şekil 4.70: Zemin 1 ve 2’de TBDY ile ZA zemin sınıfında elde edilen Kad değerleri………131 Şekil 4.71: Zemin 1 ve 2’de TBDY ile ZA zemin sınıfında elde edilen Pad değerleri………131 Şekil 4.72: Zemin 1 ve 2’de TBDY ile ZB zemin sınıfında elde edilen Kat değerleri………....132 Şekil 4.73: Zemin 1 ve 2’de TBDY ile ZB zemin sınıfında elde edilen Kad değerleri………133 Şekil 4.74: Zemin 1 ve 2’de TBDY ile ZB zemin sınıfında elde edilen Pad değerleri………133

(11)

Şekil 4.75: Zemin 3 ve 4’te TBDY ile ZC zemin sınıfında elde edilen Kat değerleri………134 Şekil 4.76: Zemin 3 ve 4’te TBDY ile ZC zemin sınıfında elde edilen Kad değerleri………....135 Şekil 4.77: Zemin 3 ve 4’te TBDY ile ZC zemin sınıfında elde edilen Pad değerleri………136 Şekil 4.78: Zemin 3 ve 4’te TBDY ile ZD zemin sınıfında elde edilen Kat değerleri………136 Şekil 4.79: Zemin 3 ve 4’te TBDY ile ZD zemin sınıfında elde edilen Kad değerleri………137 Şekil 4.80: Zemin 3 ve 4’te TBDY ile ZD zemin sınıfında elde edilen Pad değerleri………138 Şekil 4.81: Karşılaştırmada kullanılan konsol duvar modeli…...……….141 Şekil 4.82: Karşılaştırmalarda Gölcük’te kullanılan konum (AFAD, 2018)…….143 Şekil 4.83: 3 metre duvar için elde edilen aktif zemin itkisi değerleri…………...144 Şekil 4.84: 3.5 metre duvar içi elde edilen aktif zemin itkisi değerleri…………..145 Şekil 4.85: 4 metre duvar içi elde edilen aktif zemin itkisi değerleri……….146 Şekil 4.86: 4.5 metre duvar içi elde edilen aktif zemin itkisi değerleri…………..147 Şekil 4.87: 5 metre duvar içi elde edilen aktif zemin itkisi değerleri……….148 Şekil 4.88: 5.5 metre duvar içi elde edilen aktif zemin itkisi değerleri…………..149 Şekil 4.89: 6 metre duvar içi elde edilen aktif zemin itkisi değerleri……….150 Şekil 4.90: 6.5 metre duvar içi elde edilen aktif zemin itkisi değerleri…………..151 Şekil 4.91: 7 metre duvar içi elde edilen aktif zemin itkisi değerleri……….152 Şekil 4.92: 7.5 metre duvar içi elde edilen aktif zemin itkisi değerleri…………153 Şekil 4.93: 8 metre duvar içi elde edilen aktif zemin itkisi değerleri……….154 Şekil 4.94: TBDY ile ZC zemin sınıfında elde edilen Pad değerlerinin Pas değerleri ile karşılaştırılması………...155 Şekil 4.95: DBYBHY ve TBDY ile tüm duvar yüksekliklerinde Pad değerlerinin karşılaştırılması………156 Şekil 4.96: DBYBHY ile elde edilen aktif zemin itkisi değerleri………..157 Şekil 4.97: DBYBHY ile elde edilen aktif zemin itkisi değerleri………..158 Şekil 4.98: ZA zemin sınıfı için TBDY ile elde edilen aktif zemin itkisi değerleri………159 Şekil 4.99: ZB zemin sınıfı için TBDY ile elde edilen aktif zemin itkisi değerleri………160 Şekil 4.100: ZC zemin sınıfı için TBDY ile elde edilen aktif zemin itkisi değerleri………....161 Şekil 4.101: ZD zemin sınıfı için TBDY ile elde edilen aktif zemin itkisi değerleri………162 Şekil 4.102: ZE zemin sınıfı için TBDY ile elde edilen aktif zemin itkisi değerleri………163 Şekil 4.103: Betonarme dizaynda kullanılan hesap kesitleri……….168

(12)

TABLO LİSTESİ

Sayfa

Tablo 3.1: DBYBHY’de yer alan bina önem katsayısı tablosu…………...……...38

Tablo 3.2: DBYBHY’de yer alan etkin yer ivmesi katsayısı (A0) tablosu……...39

Tablo 3.3: Kısa periyot bölgesi için yerel zemin etki katsayılar……….42

Tablo 3.4: 1.0 saniye periyot için yerel zemin etki katsayıları………..….43

Tablo 3.5: Dayanma Yapıları için r katsayıları………...………43

Tablo 3.6: TBDY’de bulunan yerel zemin sınıfları tablosu………47

Tablo 4.1: Karşılaştırmada kullanılan 10 konumun koordinatları (WGS84/Coğrafik (Long/Lat))……….53

Tablo 4.2: 10 konumun deprem bölgeleri haritasına göre deprem bölgesi bilgisi..54

Tablo 4.3: Zemine ve duvara ait diğer özellikler……...……….55

Tablo 4.4: Konum 1 için SD1 ve SDS değerlerinin hesaplanması……….…55

Tablo 4.5: Konum 1 için elde edilen sonuçlar (TDBH’ye göre 1. derece deprem bölgesi)………...56

Tablo 4.6: Konum 2 için SD1 ve SDS değerlerinin hesaplanması………..56

Tablo 4.7: Konum 2 için elde edilen sonuçlar (1. derece deprem bölgesi)….…..62

Tablo 4.8: Konum 3 için SD1 ve SDS değerlerinin hesaplanması………..62

Tablo 4.9: Konum 3 için elde edilen sonuçlar (2. derece deprem bölgesi)………..62

Tablo 4.10: Konum 4 için SD1 ve SDS değerlerinin hesaplanması………65

Tablo 4.11: Konum 4 için elde edilen sonuçlar (4. derece deprem bölgesi)…...…65

Tablo 4.13: Konum 5 için elde edilen sonuçlar (1. derece deprem bölgesi)…….68

Tablo 4.15: Konum 6 için elde edilen sonuçlar (3. derece deprem bölgesi)………71

Tablo 4.18: Konum 8 için SD1 ve SDS değerlerinin hesaplanması………...……….77

Tablo 4.20: Konum 9 için SD1 ve SDS değerlerinin hesaplanması…………...…….80

Tablo 4.22: Konum 10 için SD1 ve SDS değerlerinin hesaplanması…………...…...83

Tablo 4.23: Konum 10 için elde edilen sonuçlar (2. derece deprem bölgesi)……..83

Tablo 4.24: En düşük Pad değerlerinin elde edildiği yöntem…...………...93

Tablo 4.25: En yüksek Pad değerlerinin elde edildiği yöntem…...……….93

Tablo 4.26: Sayısal Uygulama 1’de elde edilen tüm Pad değerlerinin çizelgesi…..93

Tablo 4.27: Yerel zemin sınıflarına göre TDTH’den alınan SDS değerleri……...94

Tablo 4.28: Karşılaştırmada kullanılacak zeminler………96

Tablo 4.29: Karşılaştırmada kullanılacak konumların koordinatları (WGS84/Coğrafik (Long/Lat))………...97

Tablo 4.30: Zemine ve duvara ait diğer özellikler…...………...98

(13)

Tablo 4.35: Zemin 1 ile konum 1’de elde edilen sonuçlar…...……….100

Tablo 4.36: Zemin 1 ile konum 2’de elde edilen sonuçlar………101

Tablo 4.37: Zemin 1 ile konum 3’te elde edilen sonuçlar……..………..102

Tablo 4.38: Zemin 1 ile konum 4’te elde edilen sonuçlar…………...………..103

Tablo 4.39: Zemin 2 ile konum 1’de elde edilen sonuçla……….106

Tablo 4.40: Zemin 2 ile konum 2’de elde edilen sonuçlar…...……….107

Tablo 4.41: Zemin 2 ile konum 3’te elde edilen sonuçlar………...………..108

Tablo 4.42: Zemin 2 ile konum 4’te elde edilen sonuçlar……….109

Tablo 4.43: Zemin 3 ile konum 1’de elde edilen sonuçlar………...……….111

Tablo 4.45: Zemin 3 ile Konum 3’te elde edilen sonuçlar……...……….113

Tablo 4.46: Zemin 3 ile Konum 4’te elde edilen sonuçlar………..……….114

Tablo 4.47: Zemin 4 ile konum 1’de elde edilen sonuçlar…………...………….116

Tablo 4.48: Zemin 4 ile konum 2’de elde edilen sonuçlar…………...………….117

Tablo 4.49: Zemin 4 ile konum 3’te elde edilen sonuçlar………...………..118

Tablo 4.50: Zemin 4 ile konum 4’te elde edilen sonuçlar……….119

Tablo 4.52: Zemin 5 ile konum 2’de elde edilen sonuçlar………...…….123

Tablo 4.53: Zemin 5 ile konum 3’te elde edilen sonuçlar………124

Tablo 4.54: Zemin 5 ile konum 4’te elde edilen sonuçlar………125

Tablo 4.55: En yüksek Pad değerlerinin elde edildiği yöntem…………...……...127

Tablo 4.56: Sayısal Uygulama 2’de DBYBHY ile elde edilen Pad değerlerinin çizelgesi (kN/m)………...139

Tablo 4.57: Sayısal Uygulama 2’de TBDY ile elde edilen Pad değerlerinin çizelgesi (kN/m)………..139

Tablo 4.58: 4 konuma ait TDTH’den alınan SDS değerleri…...………....139

Tablo 4.59: Zemine ve duvara ait diğer özellikler………...………….141

Tablo 4.60: SD1 ve SDS değerlerinin hesaplanması……...……….142

Tablo 4.61: Tüm duvar yükseklikleri için elde edilen kh, kv, Kat ve Kad değerleri..143

Tablo 4.62: 3 m yüksekliğindeki duvar modeli için elde edilen sonuçlar…...…..144

Tablo 4.63: 3.5 m yüksekliğindeki duvar modeli için elde edilen sonuçlar……..145

Tablo 4.66: 5 m yüksekliğindeki duvar modeli için elde edilen sonuçlar……...148

Tablo 4.68: 6 m yüksekliğindeki duvar modeli için elde edilen sonuçlar……...150

Tablo 4.73: Her duvar yüksekliği için DBYBHY ve TBDY ile elde edilen Pad değerlerinin oranlanması………..164

Tablo 4.74: Her yöntemde elde edilen Pad değerlerinin duvar yüksekliği artışıyla ilişkisinin incelenmesi………..164

Tablo 4.75: Sayısal Uygulama 3’te elde edilen tüm Pad değerlerinin çizelgesi (kN/m)………..165

Tablo 4.76: TDTH’den zemin sınıflarına göre alınan SDS değerleri…...………..165

Tablo 4.77: DBYBHY’ye göre devrilme güvenliği kontrolü sonuçları (kNm/m)167 Tablo 4.78: DBYBHY’ye göre kayma güvenliği kontrolü sonuçları (kN/m)…...167

(14)

Tablo 4.79: DBYBHY’ye göre zemin taşıma kapasitesi kontrolleri sonuçları

(kN/m2_{)……….167}

Tablo 4.80: Duvarda kullanılacak malzeme bilgileri……...………167 Tablo 4.81: DBYBHY’ye göre duvarda yapılan moment kapasitesi kontrolleri..168 Tablo 4.82: Duvarda yapılan kesme kapasitesi kontrolleri………...169 Tablo 4.83: TBDY ile ZC zemin sınıfı için devrilme güvenliği kontrolü sonuçları (kNm/m)………...169 Tablo 4.84: TBDY ile ZC zemin sınıfı için kayma güvenliği kontrolü sonuçları (kN/m)………..169 Tablo 4.85: TBDY ile ZC zemin sınıfı için zemin taşıma kapasitesi kontrolleri sonuçları………...170 Tablo 4.86: TBDY ile ZC zemin sınıfı için duvarda yapılan moment kapasitesi kontrolleri……….170 Tablo 4.87: TBDY ile ZC zemin sınıfı için duvarda yapılan kesme kapasitesi kontrolleri……….170 Tablo 4.88: İki yönteme göre (DBYBHY ve TBDY-ZC) yaklaşık maliyet hesaplanması (1 m duvar uzunluğu için)………...171

(15)

SEMBOL LİSTESİ

A0 : Etkin Yer İvmesi Katsayısı ah : Yatay Yer İvmesi

av : Düşey Yer İvmesi

c : Kohezyon

dsu : Su Altındaki Duvar Yüksekliği g : Yerçekimi İvmesi

F1 : 1.0 Saniye Periyot İçin Yerel Zemin Etki Katsayısı Fa : Kaymaya Karşı Koyan Aktif Basınçlar

Fw : Kaymaya Karşı Koyan Ağırlıklar

Fs : Kısa Periyot Bölgesi İçin Yerel Zemin Etki Katsayısı Gs kayma : Kaymaya Karşı Güvenlik Sayısı

Gs devrilme : Devrilmeye Karşı Güvenlik Sayısı H : İstinat Duvarı Toplam Yüksekliği I : Bina Önem Katsayısı

i : Aktif ya da Pasif Basınç Tarafındaki Zemin Yüzeyinin Yatayla

YukYukarı Doğru Yaptığı Şev Açısı K : Tipik Toplam Zemin Basıncı Katsayısı Ko : Sükûnette Zemin Basıncı Katsayısı Kat : Toplam Aktif Zemin Basıncı Katsayısı

(Kat)c : Kohezyondan Doğan Toplam Aktif Basınç Katsayısı (Kat)q : Ek Yükten Doğan Toplam Aktif Basınç Katsayısı (Kat)ɣ : Birim Ağırlıktan Doğan Toplam Aktif Basınç Katsayısı Kad : Dinamik Aktif Zemin Basıncı Katsayısı

Kas : Statik Aktif Zemin Basıncı Katsayısı kh : Statik-Eşdeğer Yatay Deprem Katsayısı Kpt : Toplam Pasif Zemin Basıncı Katsayısı Kpd : Dinamik Pasif Zemin Basıncı Katsayısı Kps : Statik Pasif Zemin Basıncı Katsayısı kv : Statik-Eşdeğer Düşey Deprem Katsayısı Mdirenen : Dönmeye Direnen Momentler Toplamı Mdeviren : Döndürmeye Çalışan Momentler Toplamı Pas : Statik Aktif Zemin İtkisi

Pad : Dinamik Aktif Zemin İtkisi

Pat : Toplam (Statik + Dinamik) Aktif Zemin İtkisi Pps : Statik Pasif Zemin İtkisi

Ppd : Dinamik Pasif Zemin İtkisi

Ppt : Toplam (Statik + Dinamik) Pasif Zemin İtkisi Psu : Hidrostatik Su İtkisi

Pw : Hidrodinamik Su İtkisi q : Ek Yük (Sürşarj Yükü)

Qh : Duvara Etkiyen Toplam Eylemsizlik Momenti

R : Göçme Yüzeyinde Doğan Sürtünme ve Normal Kuvvetlerin

BileşBileşkesi (Dış Yük Vektörü)

r : Statik-Eşdeğer Deprem Azaltma Katsayısı

S1 : 1.0 Saniye Periyot İçin Harita Spektral İvme Katsayısı Ss : Kısa Periyot Harita Spektral İvme Katsayısı

(16)

SDS : Kısa Periyot Tasarım Spektral İvme Katsayısı

t : Zaman

u : Hidrostatik Su İtkisi

V : Kayma Tahkikinde Tabana Etkiyen Düşey Kuvvet Vs(30) : Üst 30 Metrede Kayma Dalgası Hızı

W : Zemin Kamasının Ağırlığı

z : Zemin Yüzeyinden İtibaren Derinlik

α : Duvar-Zemin Arakesitinin Düşeyle Aktif ya da Pasif Basınç

TaraTarafına Doğru Yaptığı Açı

ɣ : Zeminin Doğal Birim Hacim Ağırlığı

ɣb : Zeminin Su Seviyesi Altında Birim Hacim Ağırlığı ɣd : Zeminin Suya Doygun Birim Hacim Ağırlığı ɣw : Suyun Birim Hacim Ağırlığı

ɣ* _: _{Tipik Birim Hacim Ağırlığı}

δ : Zeminle Duvar Arka Yüzeyi Arasındaki Sürtünme Açısı ∆Psu : Bileşke Dinamik Su Basıncı

θ : Statik-Eşdeğer Deprem Katsayısına Bağlı Açı (TBDY) θh : Zemin Kamasının Yatayla Yaptığı Açı

θv : Zemin Kamasının Düşeyle Yaptığı Açı

λ : Statik-Eşdeğer Deprem Katsayısına Bağlı Açı (DBYBHY, M-O) σv : Düşey Gerilme

σh : Yanal Gerilme

ɸ : Zeminin Kayma Direnci Açısı

ɸ' : Zeminin Efektif Kayma Direnci Açısı ɸ'd : Zeminin Tasarım Kayma Direnci Açısı

(17)

KISALTMA LİSTESİ

ABYYHY : Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında

Yönetmelik-1998191998

AFAD : İçişleri Bakanlığı-Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı DBYBHY : Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında

YÖNEYönetmelik-2007

TBDY : Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği-2018 TDBH : Türkiye Deprem Bölgeleri Haritası-1996

TDTH : Türkiye Deprem Tehlike Haritaları (AFAD)-2018

EC8 : Eurocode 8: Design of Structures for Earthquake Resistance–

Part5PaPart 5

MSE : Mekanik Stabilizasyon Teknolojisi ile İnşa Edilmiş M-O : Mononobe-Okabe

(18)

ÖNSÖZ

Geoteknik mühendisliğinin en önemli konularından biri olan istinat yapılarının sismik olarak aktif alanlarda depremli durum göz önüne alınarak tasarlanması büyük önem taşımaktadır. Ülkemizde depreme dayanıklı yapı tasarımı konusunda yürürlükte olan 2018-Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği, Türkiye Deprem Tehlike Haritası ile birlikte yürürlüğe girmiş olup, eski mevzuata göre birçok yeniliği de hesaplara getirmiştir.

Bu çalışmanın Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği ile istinat yapıları hesabının daha iyi anlaşılması konusunda mühendislere yardımcı olması amaçlanmıştır.

Bu çalışma sırasında desteğini hiç bir zaman esirgemeyen hocam sayın Doç. Dr. Devrim Alkaya’ya teşekkürlerimi sunarım.

Tezimin yazılması sırasında desteklerinden ötürü abim Jeoloji Yüksek Mühendisi Tufan Tuğrul’a ve eğitim hayatım boyunca yanımda olan aileme teşekkür etmeyi bir borç bilirim.

(19)

1. GİRİŞ

İstinat yapıları şevleri tutmaya yarayan yapılardır. Sismik olarak aktif alanların her yerinde kullanılan istinat yapıları ömürlerine göre kalıcı ve geçici olarak ayrıldıkları gibi, inşa ediliş şekillerine göre ağırlık, yarı ağırlık, betonarme konsol gibi türlere ayrılırlar.

İstinat yapılarının dizaynı, geoteknik mühendisliğinin en eski konularından biridir. Zemin mekaniğinin en erken ve en önemli bazı ilkeleri, istinat duvarlarının akılcı bir şekilde tasarımı sırasında geliştirilmiştir (Kramer 1996).

İhtiyaca göre çeşitli malzemelerden ve farklı tekniklerle inşa edilebilen istinat yapıları, uygun tasarlanmadığında oldukça maliyetli sonuçlar doğurabilmektedir. İstinat duvarları fazla göz önünde olmazken eksikliği, devrilmesi veya hasar görmesi durumunda kendi değerinden kat kat fazla maddi zarara ve daha önemlisi can kayıplarına neden olan mühendislik yapılarıdır (Alkaya 2008). Ankrajlı palplanş duvarlar, rıhtım duvarları ve diğer istinat yapıları, depremler sırasında sıkça hasara uğrarlar. Oluşan hasarlar genellikle iskele ve liman gibi kıyı yapılarında yoğunlaşmaktadır. Böyle yapılar yerel ekonomi için çoğu zaman hayati öneme sahip olduğundan, bu yapıların yıkılmasıyla oluşacak iş kayıplarından doğan zararlar, bunların tamir veya yeniden inşa maliyetlerinin çok üzerinde olabilmektedir (Kramer 1996).

Statik durumda dahi oldukça hassas hesaplar gerektirmelerinin yanında, oluşan hasarlar göstermiştir ki, kalıcı istinat yapıları deprem bölgelerinde depreme dayanıklı olarak dizayn edilmelidir. Geçici istinat yapılarında deprem riski çok düşük olduğundan, bu yapıların dizaynı genellikle sadece depremsiz duruma göre yapılır.

Ülkemiz Alp-Himalaya deprem kuşağı üzerinde yer alan, hemen hemen tamamı deprem riskiyle karşı karşıya bir alandır. Türkiye’de, bilinen tarihsel dönem deprem kayıtlarına göre M.Ö. 2000 yılından beri devamlı olarak, hasar yapan ve yüzey faylanmasına neden olan büyük depremler yaşanmıştır. Ülkemizde etkili olan başlıca

(20)

fay sistemleri, Kuzey Anadolu fay zonu, Ege graben sistemi, Doğu Anadolu fay zonu, Doğu Anadolu sıkışma bölgesi, Helenik Kıbrıs yayı ve Orta Anadolu ova bölgesidir.

Ülkemizde istinat yapılarıyla ilgili bir hesap yöntemi, deprem yönetmeliğinde ilk olarak 1998’de önerilmiş (ABYYHY), 2007’de yayımlanan deprem yönetmeliğinde (DBYBHY) istinat yapıları hesap yönteminde bir değişiklik yapılmamıştır. Yürürlükteki deprem yönetmeliği olan TBDY’deki istinat yapıları hesap yöntemi, DBYBHY’den oldukça farklı olup mühendislerce irdelenmeyi bekleyen birçok yeni husus içermektedir.

1.1 Amaç

Bu çalışmada ülkemizde yürürlükte olan deprem yönetmeliğindeki istinat yapıları hesap yöntemi ile elde edilen dinamik itki Pad değerleri, bir önceki yönetmelik olan DBYBHY’deki yöntemle elde edilenlerle karşılaştırılmıştır. Yeni deprem yönetmeliği (TBDY) ve deprem tehlike haritasının (TDTH) dinamik itki değerleri üzerindeki etkisi incelenmiştir.

Deprem tehlike haritasının güncellenmesiyle, eski haritada aynı deprem bölgesinde olan noktalarda deprem tehlikesi açısından büyük çeşitlilik oluşmuştur. Ayrıca haritanın güncel verilerle yenilenmesiyle, bazı bölgelerde eski haritaya göre deprem riski oldukça düşmüş, bazı noktalarda da yükselmiştir.

TBDY’de önerilen istinat yapıları hesabında eşdeğer deprem katsayıları, deprem tehlike haritasından (TDTH) o nokta için alınan SDS değerine bağlı olarak hesaplanmaktadır. Bu değer yerel zemin sınıfına göre değişmektedir. Eski yönetmelik olan DBYBHY’de ise yatay eşdeğer deprem katsayıları, deprem bölgesine göre farklı değerler alan etkin yer ivmesi A0 değerine göre hesaplanmakta idi. Zemin sınıfının eşdeğer deprem katsayıları hesabına etkisi yoktu.

Bu tezde, tüm bu hususların aktif zemin itkilerine ek olarak hesaplara girecek olan dinamik zemin itkisi Pad değerlerine etkisinin incelenmesi amaçlanmıştır.

(21)

1.2 Önceki Çalışmalar

Okabe (1926), Mononobe ve Matsuo (1929), ağırlık istinat duvarlarına depremden dolayı etkiyecek zemin basınçlarını belirlemeye yönelik ilk çalışmaları yapmışlardır. Mononobe ve Matsuo, Japonya’da 1923’te meydana gelen büyük Kanto depreminin (Mw: 7.9) ardından, bir sarsma tablası kullanarak bir dizi özgün deney yapmışlardır. Bu deneylerin ve analitik çalışmaların sonucunda bugün Mononobe-Okabe (M-O) metodu olarak bilinen, duvara depremden dolayı gelecek dinamik itkiyi eşdeğer statik bir kuvvete çeviren yöntem ortaya çıkmıştır. Bu yarı-statik metot ilk olarak kohezyonsuz duvar arkası dolgusuna sahip ağırlık duvarlar için geliştirilmiş olsa da daha sonra çeşitli zemin özelliklerine yönelik olarak geliştirilmiştir (Mikola ve Sitar 2013). Depremde zemin basıncının parabolik olarak yayıldığını kabul eden M-O yöntemi, birçok ülkenin deprem yönetmeliğinde yer alan istinat yapısı tasarım yönteminin esasını teşkil etmektedir.

Westergard (1933), duvar arkasında su varlığının olması durumunda, duvara etkiyecek dinamik su basıncı dağılımı ve bileşkesi için formülasyon önermiştir.

Newmark (1965), herhangi bir yer hareketi nedeniyle şevlerde oluşacak yer değiştirme miktarını hesaplayan yeni bir yöntem geliştirmiştir. Yatay ivmelere bağlı olarak bir düzlem üzerindeki bloğun kayma yer değiştirmesinin, düzlem ve bloğun göreceli hızının tanımlanmasıyla hesaplanabileceğini belirterek istinat duvarı tasarımında kullanılabilecek bir yaklaşım önermiştir. Bu çalışmalar sonucunda, zemin kütlesine etkiyen statik ve dinamik kuvvetlerin toplamının, kayma yüzeyi boyunca dayanımı aşması durumunda kalıcı yer değiştirmelere neden olduğu sonucuna varılmıştır (Gürsoy 2006).

Prakash ve Saran (1966), Steedman-Zeng ve Seed-Whitman yöntemlerinin aksine zemindeki kohezyonu da dikkate alarak bir çözüm modeli geliştirmişlerdir. Dinamik aktif itkinin etkime noktasının duvar tabanından 0.5 H yükseklikte olduğunu göstermişlerdir.

Prakash ve Basavanna (1969), kayma ve devrilme durumları için aktif zemin itkisini kuvvet dengesi ve momente göre araştırmışlardır (Gürsoy 2006). Dinamik itkinin etkime noktası ile ilgili teorik bir değerlendirme yapmışlardır. Steedman ve

(22)

Whitman yaklaşımına ilaveler yaparak, dinamik aktif zemin itkisinin etkime noktasının duvar üstünden H/3 kadar altta alınması gerektiğini göstermiştir (Das ve Zhuo 2016).

Seed ve Whitman (1970), istinat duvarlarının tasarımı için basit bir yöntem önermişlerdir. Kohezyonsuz, eğimsiz yüzeyli dolgular için geçerli olan bu yöntem, düşey eşdeğer deprem etkisi katsayısı kv’yi sıfır kabul etmektedir. Maksimum yer ivmesinin depremler sırasında bir an oluşacağını, dolayısıyla bunun 0.85 katının etkili yer ivmesi olarak kullanılmasının yeterli olacağını söyleyerek, statik durum için tasarlanan duvarların çoğu kez depreme göre de emniyetli olduğunu belirtmişlerdir (Gürsoy 2007).

Richards ve Elms (1979), ilk kez kalıcı yer değiştirmelere göre tasarım yöntemini önermişlerdir. Newmark’ın kayma bloğu yöntemini kullanarak ağırlık istinat duvarlarının deprem yüklerine göre hesabında duvar eylemsizliğinin dikkate alınması gerektiğini belirterek, izin verilebilir bir deplasman değeri için bir formül içeren bir tasarım yöntemi önermişlerdir. Bu yöntemin kullanılmasıyla bulunan dinamik itkiler, M-O yönteminden elde edilenlerden oldukça büyüktür. Richard ve Elms’in önerdiği sismik eşdeğer katsayı formülü EC8’de önerilen yöntemdeki gibi izin verilen deplasman değerini içermektedir.

Nadim ve Whitman (1983), ağırlık istinat duvarlarının deprem davranışını sonlu elemanlar yöntemiyle incelemiş, Mononobe-Okabe teorisiyle elde edilen sonuçların sonlu elemanlar yöntemiyle elde edilenlerle pek çok durumda örtüştüğünü göstermişlerdir (Ertuğrul ve diğ. 2008). Dolgudaki ivme büyümesi etkisinin önemine işaret ederek, belirlenen gerçek yer değiştirmelerin Richard-Elms yöntemiyle elde edilenlerden önemli ölçüde büyük olduğunu belirtmişler ve revizyon önermişlerdir.

Whitman-Liao (1985), deprem etkisi nedeniyle oluşacak yer değiştirmeleri hesaplamaya çalışmışlardır. Ayrıca Richards ve Elms’in önerdiği yöntemdeki istinat duvarı arkasındaki dolgunun dinamik tepkilerinin, kinematik etkilerinin ve düşey ivme bileşenlerinin ihmal edilmesi gibi basitleştirme adına yapılan kabuller sonucunda bazı belirsizlikler ve hatalar olduğunu söylemişlerdir. Bu yöntemdeki kalıcı yer değiştirmeler hesabının da aşırı derecede emniyetli olduğunu ve sonuçların ekonomik olmadığını ileri sürmüşlerdir (Yıldız 2015, Gürsoy 2006).

(23)

Whitman (1990), Mononobe-Okabe yöntemini incelemiştir. Yöntemin doğru zemin parametreleri, deprem parametreleri ve emniyet katsayılarının seçilmesiyle emniyetli sonuçlar verdiğini göstermiştir. Ayrıca dinamik aktif itkinin etkime noktasının tabandan 0.6H yukarıda olduğunu göstermiştir.

Steedman ve Zeng (1996), Newmark’ın kayma bloğu yönteminin devamı olarak, eşdeğer statik bir model için geliştirmiş oldukları bir yöntemi, istinat duvarlarının kalıcı yer değiştirmelerini tahmin etmek için sunarak yöntem ortaya koymuşlardır. Bu yöntemin ile elde edilen sonuçları ağırlık istinat duvarı deney sonuçlarıyla karşılaştırarak örtüştüğünü göstermişlerdir.

Zeng ve Steedman (2000), Newmark’ın kayma bloğu yöntemine benzer olarak, sınır bir ivme değeri aşıldığında açısal hız sıfıra ininceye kadar rijit duvar dönmesinin başlayacağı kabul eden, rijit temeller üzerinde inşa edilmiş ağırlık istinat duvarlarının dönmeye ilişkin yer değiştirmelerini hesaplamak için bir dönme bloğu yöntemi geliştirmişlerdir (Gürsoy 2006). Bu yöntemle deprem etkisindeki istinat duvarının şekil değiştirmesinin belirlenebileceğini, ayrıca istinat duvarı kayma ve dönmesinin birlikte dikkate alınması için de uygulanabileceği belirtmişlerdir.

Gürsoy ve diğ. (2007), istinat duvarlarının depreme göre tasarımında duvar tipinin önemini incelemişlerdir. Bu amaçla örnek olarak seçilen betonarme konsol ve payandalı istinat duvarlarının yapısal çözümlemeleri, Erzincan (1992) depremi Kuzey-Güney bileşenine göre, dolgu zemin etkileşimi de dikkate alınarak, sonlu elemanlar yöntemini kullanan LUSAS yazılımıyla gerçekleştirilmiştir. Ayrıca duvarların hesabı DBYBHY’deki yöntemle de yapılmıştır. Yapılan karşılaştırmalar sonucunda, payandaların duvar rijitliğini arttırdığı, betonarme istinat duvarlarının hesaplarında eylemsizlik etkilerinin de hesaba katılması gerektiği, betonarme konsol ve payandalı istinat duvarlarının zaman tanım alanında depreme göre yapısal çözümlemesinden elde edilen toplam zemin basıncının deprem süresince değişimi yer hareket ivme değişimine benzemediği ve konsol istinat duvarının yapısal çözümlemeden elde edilenin payandalı istinat duvarınkinden daha büyük olduğu, konsol istinat duvarının sonlu elemanlar yöntemiyle yapısal çözümlemesinden elde edilen duvar tepe düğüm noktası yer değiştirme miktarı bu yöntemle payandalı istinat duvarının yapısal çözümlemeden elde edilenden daha büyük olduğu sonuçlarına varılmıştır. Bu çalışmanın sonucunda, deprem bölgelerinde inşa edilecek istinat duvarlarına ilişkin

(24)

tasarımların daha emniyetli olmaları bakımından istinat duvarı tipini de dikkate alan yapısal çözümlemelere göre yapılmasını önermişlerdir.

Özcan (2007), yayılı yük etkisindeki istinat duvarlarına etkiyen dinamik zemin itkilerinin hesabında, M-O, geliştirilmiş Cullman, Prakash-Saran ve Steedman-Zeng yöntemlerinin arasındaki farklarını ve uygulanabilme koşullarını incelemiştir. Çalışmada ayrıca, Amerikan ve Japon yönetmeliklerine, ABYYHY ve EC8’e de yer verilmiş, ABYYHY diğer yöntemlerle karşılaştırılmıştır. Mevcut yöntem ve yönetmeliklerin doğrudan çözülmesinde zorluklar olan bir yükleme durumu ve şev geometrisine sahip bir istinat duvarı modeli üzerinde analizler yapılmıştır. Hesaplamalarda Geliştirilmiş Cullman yöntemi kullanılmıştır. Yöntemde ABYYHY’de yapılanlara benzer kabuller yapılarak analizlerin ABYYHY ile uyumlu hale gelmesi sağlanmıştır. Grafik yöntem olan Geliştirilmiş Cullman matematiksel olarak ifade edilmiş ve zemin itkileri Excel’de Visual Basic kodları ile yazılan bir bilgisayar programı yardımı ile iterasyonla hesaplanmıştır. Yapılan analizlerde yayılı yük uzaklığına bağlı olarak duvar yüksekliği (H), kayma mukavemeti açısı (ɸ), yayılı yük (q), yayılı yük uzaklığı (L) ve şev açısı (i) değişkenlerinin etkileri incelenmiştir. Analizler sonucunda, her türlü yükleme durumuna sahip istinat duvarının çözümünde kullanılabilen Geliştirilmiş Cullman grafik yönteminin matematiksel ifadesi çıkartılmıştır. Geliştirilmiş Cullman yöntemi uygulanırken ABYYHY’deki hesaplama aşamaları ve kabuller dikkate alınarak analizlerin ABYYHY ile uyumlu olması sağlanmıştır. Matematiksel ifadesi çıkarılan yöntem Visual Basic kodlarıyla bilgisayar programına dönüştürülmüştür. Yayılı yük etkisindeki istinat duvarlarına etkiyen dinamik zemin itkilerini bulmak için geliştirilen bu bilgisayar programının bu tür problemlerin çözümünde yeterli olduğu görülmüştür. Yayılı yükün etkisinin kalmadığı mesafenin, kayma mukavemeti açısı ile ters, duvar yüksekliği, yayılı yük ve şev açısı ile doğru orantılı olduğu görülmüştür. Analizlerde, şev açısının sıfırdan büyük olduğu durumlarda, yayılı yük istinat duvarından uzaklaşmasına rağmen toplam zemin itkilerinde artış olabilmektedir. Toprak kütlesinden kaynaklanan zemin itkilerinin toplam bileşke kuvvetteki oranının yüksek olması bu durumu ortaya çıkarmaktadır.

Alkaya (2008), istinat duvarlarının projelendirilmesiyle ilgili Excel programını kullanarak bir yazılım hazırlamıştır. Tabakalı zeminlerde, kohezyonlu durumlar için

(25)

de hesap yapabilen program, depremli ve depremsiz durumlar için stabilite tahkiklerini gerçekleştirebilmektedir.

Ertuğrul ve diğ. (2008), istinat duvarlarının dinamik yükler altındaki davranışının sonlu elemanlar metodu kullanılarak modellenmesiyle elde edilen sonuçların gerçekçiliğinin irdelenmesi ile ilgili çalışmalar yapmışlardır. Bu amaçla ağırlık tipi istinat duvarlarının dinamik davranışlarının modellenmesi ile ilgili örnek bir sonlu elemanlar analizi çalışması, PLAXIS Dinamik programı kullanılarak yapılmış ve sonuçları ODTÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Zemin Mekaniği Laboratuvarı’nda bulunan sarsma tablası sistemi kullanılarak gerçekleştirilen bir fiziksel modelleme çalışması ile karşılaştırılmıştır. Sonlu elemanlar metodu ile elde edilen tahminlerin, düşük ivme genlikleri için, deneysel ve analitik sonuçlardan daha yüksek olduğu ancak yüksek bir ivme değerinde deneysel sonuçlarla daha yüksek tutarlılıkta olduğu gözlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, Mononobe-Okabe ve deneysel bulgular, dinamik itkinin duvar kökünden yaklaşık H/3 kadar yukarıda etki etmekte olduğunu gösterirken, sonlu elemanlar yöntemi ile elde edilen analizlerde 0.4H-0.5H aralığında tahmin edilmektedir. Modelleme çalışmaları ışığında, PLAXIS programı kullanılarak dinamik sonlu elemanlar yöntemi ile yapılan analizlerde elde edilen dinamik itki değerleri deneysel çalışmalar ve analitik çözümlerle tutarlı gözükmekle birlikte, dinamik itki kuvvetinin etki noktaları, diğer metotlarla tayin edilen değerlere göre bir miktar yüksek olmaktadır. Sonlu elemanlar yöntemi ile elde edilen çözümlerin, istinat yapıları üzerinde deprem etkisi sebebiyle oluşacak yanal yüklerin tahmininde kullanılabileceği anlaşılmıştır. Ancak doğrusal olmayan zemin davranışı modelleri kullanılması zorunludur.

Yıldız (2015), istinat duvarlarına etkiyen dinamik zemin itkileri farklı yöntemlere göre belirlemiş ve sonuçları karşılaştırmıştır. Bu kapsamda M-O, Seed-Whitman ve Wood olmak üzere 3 yarı statik yöntem ve DBYBHY, Amerika Deprem Yönetmeliği, Japonya Deprem Yönetmeliği, Hindistan Deprem Yönetmeliği ve EC8 olmak üzere 5 temel yönetmelik ele alınmıştır. Bu hesaplama yöntemleri arasındaki farkların görülebilmesi amacıyla ülkemizde yürürlükte olan yönetmelik hükümleri gereğince değişik yükleme durumları için parametrik bir çalışma yapılmıştır. Yapılan çalışmalarda dinamik zemin itkisi teorileri ek dinamik itkilerin tahminine dayanan yöntemler ve izin verilebilir yer değiştirmeye dayanan yöntemler başlığı altında

(26)

sınıflandırılarak hesaplamalara yer verilmiştir. Ayrıca, çeşitli yönetmeliklerin dinamik zemin basıncı hesaplama yöntemleri ve etki eden faktörler incelenerek aralarındaki farklılıklar ortaya konmuştur. Sonuç olarak seçilen istinat duvarı modeli, depremsiz ve depremli durum için DBYBHY ile belirlenen güvenlik katsayılarını sağlamış olup konsol betonarme istinat duvarlarının ön boyutlandırılması ile ilgili kriterlerde olduğu gibi boyutlandırılmıştır. Analiz sonuçları duvar yüksekliği (H), kayma mukavemeti açısı (ɸ), yayılı yük (q) ve şev eğimi açısına (i) bağlı olarak tablolaştırılmıştır. Bu tablolardan depremsiz ve depremli durumdaki itkiler ve devirici momentler hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, yarı statik yöntemler ile hesaplanan zemin itkileri duvar yüksekliğinin artması ile beraber duvarın üzerine etkiyen yük artacağı için stabilite şartlarının sağlanması için duvar boyutlarının arttırılması gerekmektedir. Kayma mukavemeti açısı dinamik ve toplam zemin itkisi ile ters orantılı olarak değişmektedir. Şev eğimi açısı büyüdükçe dinamik ve toplam zemin itkisi değeri artmakta ve sınır açıya geçişte zemin itkileri büyük bir sıçrama göstermektedir. Etkin yayılı yük değişimi topraktan gelen dinamik itkileri değiştirmezken, toplam zemin itkisinde ciddi bir artış meydana gelmektedir. Yöntemler arasındaki yorum farklılıklarından dolayı en çok itkiyi EC8 verirken, en düşük itkiyi Hindistan Deprem Yönetmeliği vermiştir. EC8 deprem yönetmeliğinde istinat duvarlarının türüne bağlı olarak yer değiştirmesi ile ilgili hükümler bulunmasına karşın DBYBHY kapsamında herhangi bir hüküm bulunmamaktadır. Çalışma kapsamında yapılan hesaplamalar dikkate alındığında toprakları aktif deprem kuşağında bulunan Türkiye’nin deprem bölgelerinde inşa edilecek istinat duvarlarının tasarımında daha güvenli sonuçlar alınabilmesi için DBYBHY’de önerilen tasarım yönteminin istinat duvarı tipine ve çeşitli zemin gruplarına göre iyileştirilmesi gerektiği önerisinde bulunulmuştur.

Öztürk (2018), TBDY ve TDTH’nin getirdiği değişikliklerin İç Anadolu Bölgesi bazında değerlendirmesini yapmıştır. Kırşehir-Merkez, Eskişehir-Merkez, Kayseri-Merkez ve Konya-Selçuk Üniversitesi Kampüs bölgelerinde tasarım depremi için 2 farklı zemin cinsi altında ve 2 farklı periyot değeri için eski ve yeni yönetmeliklerin karşılaştırması yapılmıştır. Kırşehir ve çevresinde öngörülen zemin ivmesinin büyük ölçüde azaltıldığı, Konya’da ise arttığı görülmüştür. Tasarım spektrumları incelendiğinde ise Konya, Kayseri ve Eskişehir’de ZB zemin sınıfı için genel olarak TDTH’nin deprem bölgeleri haritasından daha düşük ivmeler verdiği, ancak zemin dayanımındaki azalmanın sonuçları büyük ölçüde etkilediği görülmüştür.

(27)

Konya bölgesinde olduğu gibi, ZE zemin sınıfı için belirli periyot aralıklarında, TDTH ve TBDY büyük ivmeler ve taban kesme kuvvetleri öngörmektedir.

Keskin ve Bozdoğan (2018), DBYBHY ve TBDY’yi Kırklareli için incelemiştir. Çalışmada TBDY kullanılarak Kırklareli merkezinde bulunan iki farklı zemin sınıfı için yatay elastik tasarım spektrumları elde edilmiştir. Bu spektrumlar DBYBHY’de yer alan elastik tasarım spektrumları ile karşılaştırılmıştır. Ayrıca Bulgaristan, Yunanistan ve ülkemiz sınırlarında meydana gelen geçmiş depremler derlenerek sunulmuştur. Kırklareli ili için 4 katlı bir binanın deprem analizi farklı zemin sınıfları seçilerek ETABS programı yardımıyla yapılmıştır. TBDY ve DBYBHY ile analizler ayrı ayrı yapılarak sonuçlar karşılaştırılmıştır. Elde edilen analiz sonuçlarından özellikle Z4 ve ZE zemin sınıfları dikkate alındığında kuvvet ve yer değiştirmelerde TBDY’de önemli artışlar olduğu görülmüştür. TBDY’nin deprem tehlikesini daha gerçekçi olarak ortaya koyduğu belirlenmiş, uygulanması ile beraber Kırklareli’nde bina kalitesinin artması beklendiği belirtilmiştir.

Elçi ve Göker (2018), betonarme kolonların sismik performansı açısından DBYBHY ve TBDY’yi karşılaştırmışlardır. Bunun için 4 tane kolon numunesi hazırlanmış, XTRACT programı ile deplasman esaslı yükleme profili oluşturulmuştur. Elde edilen deplasman profiline uygun olarak, bu numuneler sabit eksenel yükler ve artan tersinir tekrarlı yatay yükler altında deneye tabi tutulmuştur. Deney sonuçlarından numunelerin, yatay kuvvet-deplasman ve moment-eğrilik grafikleri elde edilmiştir. Yönetmeliklerde belirtilen; plastik dönme kapasitesine, beton ve çelik şekil değiştirmesine bağlı olarak hasar sınırları ve hasar bölgeleri tespit edilmiştir. Teorik ve deneysel çalışmalardan elde edilen sonuçların genel olarak uyumlu olduğu görülmüştür. Buna göre TBDY, DBYBHY’den daha güvenli tarafta kalan deformasyon limitleri vermektedir. Sonuç olarak TBDY’nin daha güvenli ve sünek çözümler önerdiği görülmüştür.

Başaran (2018), TBDY ve DBYBHY ile hesaplanan eşdeğer deprem yüklerini değerlendirmiştir. Bu çalışmada 5 ve 10 katlı referans betonarme çerçeve modelleri ile, Afyonkarahisar Merkez ilçesi için TBDY ve DBYBHY ile eşdeğer deprem yükleri elde edilmiştir. Her iki çerçeve modeli için de TBDY’ye göre elde edilen eşdeğer deprem yüklerinin DBYBHY ile elde edilenlere göre daha az olduğu görülmüştür.

(28)

Kayhan ve Demir (2018), betonarme konsol istinat duvarlarının minimum maliyetle tasarımında diferansiyel gelişim algoritması tekniğine dayalı bir yöntem kullanmışlardır. Yöntemin uygulanmasında, tek ve çift tabakalı zemin durumu bulunan örneklerin tasarımı TS-7994, TS-500 ve DBYBHY’ye göre yapılmıştır. Düşey yüklerin yanında hem statik hem de depremli durumdaki dinamik zemin itkileri göz önüne alınmıştır. 500’de tanımlanan betonarme tasarım kriterleri ve TS-7994’te tanımlanan devrilme, kayma ve zeminin taşıma gücü ile ilgili kriterler, optimum tasarım probleminin kısıtları olarak ele alınmıştır. Farklı zemin özellikleri için, istinat duvarının kesit ölçüleri ve betonarme donatı düzeni, dikkate alınan tüm kriterler sağlanacak biçimde elde edilmiştir. Duyarlılık analizi sonuçları, optimum tasarımın diferansiyel gelişim algoritması parametrelerinin seçiminden etkilenmediğini göstermiştir. Dolayısıyla, diferansiyel gelişim algoritmasının, betonarme konsol istinat duvarlarının tasarımının optimum şekilde yapılabilmesi için etkin şekilde kullanılabileceği söylenebilir. Çalışma kapsamında elde edilen sonuçlara göre, deprem düzeyini ifade eden etkin yer ivmesi katsayısı ve zemin içsel sürtünme açısındaki değişimin, istinat duvarlarının optimum maliyetini dikkate değer şekilde değiştirdiği söylenebilir. Sonuçlar, değişik mühendislik optimizasyon problemlerinin çözümünde kullanılan diferansiyel gelişim algoritmasının, betonarme istinat duvarlarının optimum tasarımı amacıyla etkin olarak kullanılabileceğini göstermiştir.

1.3 Türkiye’de Deprem Tehlike Haritalarının Gelişimi

1940’lı yıllara kadar, deprem afeti ile karşı karşıya kalındığında sadece yıkılan yapının yenilenmesi fikri düşünülürken, 1939-1944 yılları arasında meydana gelen yıkıcı depremler, yeni önlemler alınması gereğini ortaya koymuştur. 1939 Erzincan depremi ile başlayıp, kısa aralıklarla meydana gelen 1942 Niksar-Erbaa, 1943 Adapazarı-Hendek, 1943 Tosya-Ladik ve 1944 Bolu-Gerede depremlerinde 43319 kişinin ölmesi, 75000 kişinin yaralanması ve 200 bin civarında yapının yıkılması veya kullanılamaz hale gelmesi üzerine, deprem zararlarının azaltılması için bazı çalışmalar yapılması kararına varılmıştır. 1944 yılında 4623 sayılı ‘’Yersarsıntılarından Evvel ve Sonra Alınacak Tedbirler Hakkında Kanun’’ yayımlanarak yürürlüğe girmiştir. Bu kanunda, deprem tehlikesi bulunan bölgelerinin tespiti, belediyelerin jeolojik etütler yapılmadan yeni kentsel gelişme alanlarına izin vermemesi, deprem tehlikesi bulunan

(29)

bölgelerde yapılacak yapılar ile ilgili kısıtlamaların resmî düzenlemelerle zorunlu hale getirilmesi, acil durumlarda uygulanmak üzere yardım ve kurtarma programlarının hazırlanması gibi bazı önlemler zorunlu hale getirilmiştir. Bu kanun gereğince, Türkiye’nin ilk deprem bölgeleri haritası, 1945 yılında “Yersarsıntısı Bölgeleri Haritası” adı altında hazırlanmıştır. Bu haritada ülkemiz,

 Büyük hasara uğramış bölgeler,  Tehlikeli yersarsıntısı bölgeleri ve

 Tehlikesiz bölgeler olmak üzere üç bölgeye ayrılmıştır (Şekil 1.1) (Özmen 2012).

Şekil 1.1: 1945-Yersarsıntısı Bölgeleri Haritası (Bakanlar Kurulu’nun 12.7.1945 gün ve 3/2854 sayılı kararı).

Bu haritadan sonra bilimsel gelişmelere bağlı olarak 1947, 1963, 1972, 1996 ve 2018 yıllarında deprem tehlike haritaları yayımlanmıştır.

1947 yılında, bir önceki yersarsıntısı bölgeleri haritasında çok şiddetli yersarsıntısı bölgelerini gösteren sınırların genişliğinin azaltılması yönünde bir rapor hazırlandığı için yeni bir yersarsıntısı bölgeleri haritası hazırlanmıştır.

Bu haritada ülkemiz,

 Birinci derece yersarsıntısı bölgeleri,  İkinci derece yersarsıntısı bölgeleri ve

(30)

Şekil 1.2: 1947-Yersarsıntısı Bölgeleri Haritası (Bakanlar Kurulu’nun 20.12.1947 gün ve 3/6739 sayılı kararı).

1959 yılında sadece depremi değil tüm doğal afetleri kapsayan ve halen yürürlükte olan 7269 sayılı “Umumi Hayata Müessir Afetler Dolayısıyla Alınacak Tedbirler ve Yapılacak Yardımlara Dair Kanun” yayımlanmıştır. Bu tarihten sonra İmar ve İskân Bakanlığı kurulmuştur. İmar ve İskân Bakanlığı tarafından yayımlanan ilk deprem tehlike haritası, 1963 tarihli Türkiye Deprem Bölgeleri Haritası’dır. Bu haritada ülkemiz,

 Birinci derece deprem bölgeleri,  İkinci derece deprem bölgeleri  Üçüncü derece deprem bölgeleri ve

(31)

Şekil 1.3: 1963-Türkiye Deprem Bölgeleri Haritası (Bakanlar Kurulu’nun 5.4.1963 gün ve 6/1613 sayılı kararı).

1972’de yayımlanan Türkiye Deprem Bölgeleri Haritası ile deprem bölgelerine dördüncü derece deprem bölgesi de eklenmiştir ve ülkemiz,

 Birinci derece deprem bölgesi,  İkinci derece deprem bölgesi,  Üçüncü derece deprem bölgesi,  Dördüncü derece deprem bölgesi ve

 Tehlikesiz bölgeler olmak üzere beş bölgeye ayrılmıştır (Şekil 1.4).

Şekil 1.4: 1972 tarihi Türkiye Deprem Bölgeleri Haritası (Bakanlar Kurulu’nun 23.12.1972 gün ve 7/5551 sayılı kararı).

(32)

1996 yılında yayımlanan, yakın zamana kadar yürürlükte olan deprem tehlike haritası, ülkemizi 5 derece deprem bölgesine ayırır (Şekil 1.5). 475 yıl tekrarlanma periyodu için en büyük yer ivmesi cinsinden deprem tehlikesini göstermektedir.

Yer ivmesinin 0.40 g ve üzeri olacağı bölgeler birinci derece deprem bölgesini, 0.30 0.40 g arasında olması beklenen bölgeler ikinci derece deprem bölgesini, 0.20 -0.30 g arasında olması beklenen bölgeler üçüncü derece deprem bölgesini, 0.10 - 0.20 g arasında olması beklenen bölgeler dördüncü derece deprem bölgesini ve 0.10 g den küçük olması muhtemel bölgeler beşinci derece deprem bölgesini ifade eder (Özmen ve Pampal 2017).

Şekil 1.5: 1996 tarihi Türkiye Deprem Bölgeleri Haritası (Bakanlar Kurulu’nun 18.4.1996 gün

ve 96/8109 sayılı kararı)

2018’de yayımlanarak 1 Ocak 2019’da yürürlüğe giren TDTH’de 50 yılda aşılma olasılığı %2, %10, %50 ve %68 (tekrarlanma periyotları 2475, 475, 72 ve 43 yıl) olan en büyük yer ivmesi (PGA), kısa periyot (0.2 sn) için spektral ivme (SS), 1.0 sn periyot için spektral ivme (S1) ve en büyük yer hızı (PGV) değerleri verilmiştir (Şekil 1.6).

(33)

Şekil 1.6: AFAD, 2018 -Türkiye Deprem Tehlike Haritası (Bakanlar Kurulu’nun 22.1.2018 gün ve 2018/11275 sayılı kararı) .

TDTH, https://turkiye.gov.tr internet adresinde interaktif web uygulaması olarak erişime açıktır.

1.4 Kapsam

Bu çalışmanın ikinci bölümünde, rijit ve esnek istinat yapıları açıklanmış, genel özellikleri verilmiştir.

Çalışmanın üçüncü bölümünde, istinat yapılarının projelendirilmesi konusuna yer verilmiştir. Yüksekliğe bağlı yapılan ön boyutlandırma anlatılmış, stabilite tahkiklerine esas teşkil eden yanal zemin basınçları konusu açıklanmıştır. Statik ve dinamik zemin basınçları hesapları ayrı ayrı açıklanmış, DBYBHY ve TBDY’de önerilen istinat yapıları hesap yöntemleri ile farklı yönleri anlatılmıştır.

Dördüncü bölümde yapılan çalışmalar ve elde edilen bulgular anlatılmıştır. TBDY’de önerilen yöntem ile daha önceki DBYBHY’teki yöntem karşılaştırılmıştır. Bu bölümde 3 adet sayısal uygulamaya yer verilmiştir. DBYBHY ile ve TBDY ile elde edilen dinamik zemin itkileri arasındaki farkların daha iyi irdelenebilmesi için bazı parametreler çeşitli aralıklarda incelenmiştir.

(34)

Sayısal uygulama 1’de ülkemize ait aynı enlemde eşit aralıkta bulunan 10 farklı konumda, 5 farklı yerel zemin sınıfında DBYBHY ve TBDY ile hesap yapılmıştır. Tek zemin modelinde TBDY ile 5 farklı zemin sınıfında (ZA, ZB, ZC, ZD ve ZE) hesaplama yapılmasıyla, önceki yönetmelikten farklı olarak yerel zemin sınıflarının, ivme spektrumunun tüm bölgelerini, FS ve F1 yerel zemin etki katsayıları ile etkilemesinin öneminin görülmesi amaçlanmıştır.

Sayısal uygulama 2’de gerçek zemin durumlarını yansıtmak açısından kayma mukavemeti parametreleri farklı olan 5 farklı zemin kullanılmıştır. Kullanılan zemin modellerinin içsel sürtünme açısı değerleri 16 ile 45o_{arasında değişmektedir. Hesaplar} DBYBHY ve TBDY ile 4 farklı deprem bölgesinde bulunan 4 farklı konumda yapılmıştır. Her zeminin cinsine göre uygun olabilecek ikişer yerel zemin sınıfında analizleri yapılıp elde edilen Pad değerleri karşılaştırılmıştır.

Sayısal uygulama 3’te H duvar yüksekliği değeri değişken olarak alınmıştır. Duvar yükseklikleri 3.5 ile 8 metre arasında değişen 11 duvar modeli irdelenmiştir. Konum olarak 1999-Gölcük depreminin merkez üssü olan konum kullanılmış, hesaplar 5 yerel zemin sınıfı için DBYBHY ve TBDY ile yapılmıştır. Yerel zemin sınıflarının, ivme spektrumunun tüm bölgelerini, FS ve F1 yerel zemin etki katsayıları ile etkilemesinin öneminin görülmesi amacıyla tek zemin modelinde TBDY ile 5 farklı yerel zemin sınıfında (ZA, ZB, ZC, ZD ve ZE) hesaplama yapılmıştır. Uygulamanın sonunda iCad Konsol yazılımı kullanılarak bir adet örnek duvar için maliyet analizi yapılmıştır.

(35)

2. İSTİNAT YAPISI TÜRLERİ

Yanal zemin basıncını karşılamak için fore kazık, ankraj, palplanş perdesi, kazı kaplaması, istinat duvarları gibi yapılar yapılmaktadır. Bunların en yaygınları istinat duvarlarıdır (Alkaya 2008).

İstinat duvarları, yarma ya da dolgu gerektiren yollarda, akarsu yatağı ıslahında ve kanallarda, köprü kenar ayağı olarak, kıyıların erozyondan korunması, taşkın duvarları, rıhtım duvarlarında ve pek çok alanda eğimli zemini tutmak için kullanılmaktadır (Uzuner 2007).

İstinat duvarının türü, öncelikle ihtiyaç duyulan yüksekliğe bağlı olmakla birlikte tercih edilecek malzeme, inşaat alanının ve zeminin özellikleri, kullanma amacı, mimarî gerekçeler gibi faktörlere bağlı olarak belirlenir (TS-7994, Şubat 1990).

İstinat yapıları, rijit ve esnek istinat yapıları olarak ayrılır.

2.1 Rijit İstinat Yapıları

Eğilme rijitlikleri büyük olan rijit istinat yapıları, çok az deformasyona uğrarlar. Rijit istinat yapılarının en önemli örneği, istinat duvarlarıdır. İstinat duvarları Şekil 2.1’de görüldüğü gibi sınıflandırılabilir.

(36)

Şekil 2.1: İstinat duvarlarının sınıflandırılması (Uzuner 2007).

En genel türleri konsol duvarlar, ağırlık duvarlar ve yarı ağırlık duvarlardır. Rijit dayanma yapılarının genel türleri Şekil 2.2’de verilmiştir.

Şekil 2.2: Rijit dayanma yapılarının en genel türleri a) Ağırlık duvar , b) Yarı ağırlık duvar, c) Konsol duvar.

(37)

2.1.1 Ağırlık Duvarlar

Tarihi en eski olan istinat yapıları, ağırlık duvarlarıdır. Kaya molozlarından veya beton malzemesinden, harçlı ya da harçsız olarak inşa edilirler. Duvar arkası dolgu zemininin ağırlığı, duvarın kendi ağırlığı ile karşılanır. Çekme kuvvetlerine karşı dayanımlarının düşük olması nedeniyle 3-4 metreden daha yüksek yapılması ekonomik olmaz ya da güvenlik açısından önerilmez.

Ağırlık duvarlar, harçlı ya da harçsız, taş örgü şeklinde, beton, tuğla, briket malzemeleriyle yapılabilmektedir. Ağırlık duvarlar minimum 50 santimetre olarak inşa edilir (TS-7994, Şubat 1990).

Ağırlık duvarları eğilemeyecek kadar kalın ve rijittir. Bunlardaki hareket, rijit gövde kayması ve/veya dönmesi şeklinde olmaktadır (Kramer 1996). Ağırlık duvarları çeşitli en kesitlerde olabilirler (Şekil 2.3).

Şekil 2.3: Ağırlık duvarı en kesitleri.

2.1.2 Yarı Ağırlık Duvarlar

Ağırlık duvar dizaynında temel genişliğinin fazla çıkması durumunda gövde genişliğini ya da kullanılan beton miktarını arttırmamak için betonarme temel yapılmasına karar verilebilir. Aşırı çekme kuvvetlerini karşılamak için temelin gövdeye bağlandığı kısımlar gibi bazı bölgelere donatı yerleştirilebilir. Donatı duvar sırtında da devam edebilir. Bu tür duvarlar yarı ağırlık duvarlar olarak bilinir.

(38)

2.1.3 Konsol Duvarlar

Kalıcı istinat duvarlarından olan konsol duvarlar, büyük eğilme etkilerini perde duvar içindeki donatı sayesinde karşılayabildikleri için çokça tercih edilirler (Özcan 2007). Eğilebilmesinin yanında kayabilen ve dönebilen konsol duvarlar yanal zemin basınçlarına esnek dayanımları ile karşı koyarlar (Kramer 1996).

20 metre yüksekliğe kadar inşa edilmelerinin mümkün olmasına karşın, ekonomik yükseklik 7.5 metre civarındadır. Temel topuk tarafında biraz daha uzun tutularak, bu kısmın üzerindeki toprağın ağırlığından yararlanılır. Topuk tarafında yapılabilecek diş de öne doğru kaymaya karşı kullanılabilir.

Bazen duvarın ön ya da arka kısmında payandalar inşa edilir. Böyle duvarlara payandalı konsol duvarlar denir (Şekil 2.4).

Şekil 2.4: Payandalı konsol duvar modeli.

2.2 Esnek İstinat Yapıları

Eğilme rijitlikleri az olup rijit dayanma yapılarına göre daha yüksek deformasyona uğrarlar.